电变压器组件的制作方法

专利名称：电变压器组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电变压器。更具体地，本发明涉及一种用于在电网中使用的配电变压器。更为具体地，其还涉及单相和三相配电变压器。
背景技术：
电力以50或60Hz的振荡频率被制造、传输和分配。变压器是用于改变电力振荡电压和电流的电气设备。由于该变压器，产生的电力可以被转换并在被再次转换成较低电压之前在长距离在最少焦耳损失的情况下以高电压和低电流传输。配电变压器位于电源线的端部以将电压减少至可使用值。传统的配电变压器包括离散的初级和次级导电线圈，导电线圈中的每一个通过卷绕多环路导电体同时在环路之间提供适当的电压绝缘而制成。初级和次级线圈环绕由铁磁性合金制成的芯体，以为通过所述线圈的闭环中的循环建立用于磁通的路径。在振荡电压被施加穿过初级线圈的导线时，振荡电压通过反向作用导致芯体 中的波动磁通，这导致电压返回穿过次级线圈的引线端子。芯体的铁磁特性允许通过线圈感应的峰值磁通密度的增加，以便减小线圈环路尺寸，并因此减少变压器的尺寸。配电变压器的初级线圈在高电压侧，而次级线圈在低电压侧。多于一个次级线圈可以环绕芯体，以提供多于一个低电压。对于大多数负载的家庭和小型工厂，安装在网格上的大多数配电变压器是具有从10到200千伏特的大多数负载容量的单相单元。典型的初级电压具有在5到30千伏之间的范围，而次级电压具有从110伏到高达480伏的范围。线圈和芯体形式交错组件，并被大致连接在外壳中，该外壳填充有介电油，并且该交错组件被制备成具有供给通过式套管，用于将线圈的导线(连接到电气装置的绝缘导电体)分别电连接到电源线和负载。为清楚的目的，在该文献中的术语“变压器核心”表示没有外壳和附件的线圈和芯体组件。两个主要类型的变压器核心用于产生配电变压器外壳型和芯体型。在外壳型设计中，所述芯体中的返回磁通路径在密闭线圈的外部。这不是用于芯体型设计的情况。单相外壳型配电变压器具有两个芯体，该两个芯体分别围着单个密闭卷绕装置的两个不同管柱缠绕，该单个密闭卷绕装置包括初级和次级线圈。可选地，单相芯体型变压器具有两个卷绕装置，两个卷绕装置分别绕着单个密闭芯体的两个管柱缠绕。如果配电变压器具有典型地用于输出120/240伏的两个次级线圈，则芯体型设计中的每一个次级线圈都必须被再分并在两个卷绕装置中被分配以确保变压器在不平衡载荷下的正确操作；另外，过分的罐加热将起因于磁通泄漏。为此要求制造额外的连接，以使来自组成每一个次级线圈的子线圈的引线端子串联连接。外壳型变压器可以与非再分次级线圈正确地操作。然而，再分次级线圈对于各个120伏电路提供了平衡阻抗，因此产生较好的电压调节，在并联连接时在次级线圈中产生最小循环电流，以为三相分配电压的一个相供电，并相对雷电冲击提供更大的线圈可靠性。许多制造商在它们的外壳型配电变压器中制造非再分次级线圈，以避免对额外连接的需要，这种额外连接要求大量导线，该大量导线明显增加了线圈的径向建造，而该额外连接通常存在于较大罐的要求。由于制造这些连接是手动完成的，所以人们相信可以通过避免这些连接而增加可靠性，这也降低了变压器成本，同时仍然提供可接受的电压调节和循环电流特征。用于制造线圈的导电材料的选择被限制成铜和铝。铜比铝更导电但是比铝更重。使用的大多数绝缘材料是油、牛皮纸或芳香族聚酰胺纸、硬纸板、纸板、清漆、树脂环氧树脂或加强环氧树脂。具有更多可用于制造芯体的磁性材料的选择。两种家族类型的铁磁性合金主要用于制造配电变压器芯体颗粒定向硅钢和无定型钢。其它合金也可用，但是不具备成本效应并且不是用于制造电动机，高频芯体的目标。颗粒定向硅钢是在多个中断步骤中形成的结晶性合金，这些步骤包括铸造、退火、淬火、轧制、脱碳和涂敷，这些结晶性合金变成具有从0. 23到0. 35毫米的厚度的片材并具有不同等级。它们的晶粒在片材中被定向以便提供平行于轧制方向方向的单轴磁各向异性。单轴各向异性降低变压器励磁电流和芯体耗损。片材必须因此被定位在变压器芯体内以具有遵循感应磁通的循环通道的被轧制方向。在被使用之前，为了减轻施加的弯曲应力(该弯曲应力削弱磁性)以及为了维持形状，硅钢板必须以他们将作为芯体的形式受热。钢的加热通过使预先形成的芯体在炉中在800度C以上的温度下成批长时间地退火而被大致执行。 非晶钢是通过在以高速旋转的冷却轮的表面上铸造熔化合金而形成的非结晶性合金，这将形成具有从0. 02到0. 05测量的厚度的带。由于单步浇铸过程的优点，非晶钢相对硅钢更便宜得形成。即使在考虑两种合金的成分时，与铸造非晶钢带一样的价格比最流行的颗粒定向硅钢便宜。非晶钢还需要受热以减轻在铸造期间且由于施加的弯曲应力而承担的内部残余应力。另外，优选的是磁场中的退火非晶钢减少矫磁力并感应将平行于施加场的单轴磁各向异性。传统地，非晶钢带被定位在变压器芯体内以具有其遵循感应磁通的循环通道定向的纵向轴线。芯体传统地在炉中在高于300度C的温度下被成批退火，并具有遵循循环通道的施加磁场。继退火之后，非晶钢芯体对于外部施加的应力保持非常敏感，并且带变得易碎。这使得非晶钢芯体难于被处理并与线圈组装。由于配电变压器降低了它们的效率，所以内部功率损耗对于所有配电变压器是固有的，并且配电变压器的效率对于节能事宜来说是重要的方面。在变压器被供能时在变压器中发生内部功率损耗，并且在装载期间内部功率损耗增加。在仅仅供能时，在芯体中连续表现出感应到的变动的磁通密度。这在与磁化回路相关联的铁磁材料中产生芯体损耗，并且感应产生焦耳损耗的金属合金内的电流回路。在变动磁通密度的相同水平非晶钢芯体制造产生在硅钢芯体中的大约三分之一的芯体耗损。在添加负载时，在变压器线圈的导体中流动的负载电流制造额外的焦耳损耗，该焦耳损耗与导体尺寸成反比。同一尺寸的铜导线将比铝导线更少加热。变压器的效率将是相对于输出功率和内部功率损耗(芯体和线圈)的总数的输出功率比率。配电变压器功率输出性能是基于线圈的环境之上的温度升高的比率。将变压器核心浸没在包含在单层槽罐中的油中对于提供有效冷却以保持线圈温度升高在容许限度内是最经济的方式。热从热变压器核心被传递至油，从油被传递至罐壁，然后从罐壁被传递至外部。对于更高冷却性能，罐的壁表面可以通过起皱或通过焊接到罐的侧部中的外部金属管或连接到单层槽罐的外部散热器的方式而增加。从变压器核心移除的热还必须考虑来自核心的内部部件的热传递。热可以通过传导、发射和对流的方式被传递。在所有三种方式中，对流是最重要的。对流通过将热表面暴露至油而发生。从热表面引导至油的热增加流体温度并减少流体密度。在较轻的热油向上移动到罐中以通过较冷较重的流体替代时，这产生循环电流。热油将通过沿着罐表面对流而被冷却并将返回到底部。主要在线圈中的热传递的增加可以通过将导管建造在核心上或核心内而获得，其中一个开口在罐的底部附近定位而另一开口在顶部附近定位，用于使流动通过。这将通过烟 效应(或堆积效应)增加油对流。变压器核心的材料和尺寸的适当选择将影响变压器效率和额定值。在通过使用非晶钢芯的硅钢芯体上获得的明显扣除的芯体耗损在相等的变压器效率下可以通过使用较小导体尺寸被转换成的线圈内的额外焦耳损耗。这样的话在减少变压器尺寸方面具有优点，但是将增加线圈内的焦耳损耗密度。如果不能从线圈的内部设置适当的热传递装置，则线圈中的附加热对于抽空会成为问题。线圈的制造大致包括使用半自动或全自动卷绕机将导体和纸片卷绕在线圈架上。初级线圈和次级线圈具有不同的多个螺旋状线圈(卷绕匝)。初级线圈的螺旋状线圈的数量将形成芯体磁路中的峰值磁通，并且次级线圈上的初级线圈的螺旋状线圈的比率将转换 输入电压以穿过次级并线圈被输出。高电压初级线圈通常由多个螺旋状线圈制成，该多个螺旋状线圈被设置成由清漆覆盖的小导体尺寸的堆叠行(在本文件中，一行是设置成“直线”的多个目标)以使并行堆叠的导体绝缘。优选地，纸被添加在相邻的行之间以提供增加的耐压性能。间隔器可以被添加在相邻行的中间以提供用于线圈的冷却导管。低电压次级线圈具有少数的匝，这对于与较宽纸带并行卷绕裸导体带的单个宽度变得更便宜。出导线必须被设置在螺旋状导体的两端处的线圈的一侧上，以允许线圈之间的连接或连接到供给通过衬套。引线端子通常被焊接到螺旋状导体的端部，并装备有绝缘套筒以确保适当的电压绝缘。引线端子安装、装备和与衬套的连接是大多数手动完成的，这增加了变压器成本。变压器芯体的制造包括使多个堆叠的平坦铁磁金属片堆叠切割芯体)邻接或重叠，或者使被弯曲成闭环形状(卷绕切割芯体)的金属片的两端对接或重叠，或将金属片的连续带卷成多匝(卷起未切割的芯体)。切割的芯体相对未切割的芯体具有明显缺点。首先，切割的芯体的制造包括用于切割和形成的大量劳动力，从而增加了变压器成本。第二，变压器励磁电流和功率损失的增加与芯体中接头的存在有关。第三，切割的芯体失去承受环向应力的能力并且因此必须用带缚住并被构成防止来自开口的接头。所有类型的芯体中，非晶钢卷绕切割芯体是制造最昂贵的，因为它们需要其中更多的切割步骤；特殊的退火炉和小心的事后控制。使电线圈与磁芯体交错通过手动开口并使切割的芯体围绕预卷绕电线圈重新闭合或者通过围绕磁芯体(切割或未切割的)的芯柱卷绕电线圈的导体，或者反之通过围绕线圈的芯柱卷起金属条以形成未切割的芯体而获得。在第二和第三种情况下，待卷绕的线圈或待卷起的未切割的芯体必须是圆形。然而，围绕芯柱卷绕连续导体或金属条是更适于自动生产过程中的批量生产的流畅连续的任务。在具有圆形线圈的变压器中，为了使变压器的尺寸最小化，优选的是具有大致圆柱形形状的芯体芯柱，以使线圈窗体的填充最大化。因此，不同的钢板宽度必须被堆叠或卷绕以建立通过圆形边界限定的芯体横截面。这种芯体的制造要求不同宽度的磁条的制造或材料纵切并且需要更多的劳动力。另一方面，具有圆形芯体的变压器是优选的，因为每一个螺旋状环的导体都可以被设置在线圈中，以便他们的全部可以占据大多数的芯体的圆形窗体。因此，导电体被卷绕成每行具有不同数量的螺旋状线圈以配合在圆形边界内。这可通过通常由高电压初级线圈构成的小导电体完成。基本上，为了圆形窗体的更好的填充，初级线圈利用圆形导体制成，并且还可以由矩形导体制成。然而，盘绕和向上堆叠成不同宽度导体行以配合在圆形边界内，和卷绕相邻行之间的绝缘片是不明显的，因为导体会意图以扭曲方式装满他们自己并破坏特别是圆形边界的边缘附近每一行的端部的行，藉此在撕破边缘的情况下在卷绕绝缘片方面产生困难。因此，确保螺旋状导体的成堆叠的行的构造是重要的，因为绝缘片必须在相邻的行之间被卷绕。至于低电压次级导体，他们基本上通过同时盘绕大的裸导体带和绝缘片而产生，使得他们在圆形区域的中间部分中的每一个螺旋状环处与分布在两侧上的高电压初级线圈的导体行一起堆叠。接着，装配的线圈必须在线圈窗体的边缘之间提供间隙以允许待形成的芯体的旋转。可以通过使用具有整体矩形形状的线圈简单地制造芯体接头，以便在线圈中提供矩形窗体，用于卷起单个宽度的连续铁磁性金属带。如有必要，两部分旋转芯轴可以被安装在线圈的芯柱上作为支撑件，从而容易地卷起所述带。可以使用连续单个带宽的硅钢板或非晶钢条制造圆形的磁的未切割芯体。对于硅钢，完成的芯体必须在第二芯轴上先被卷起(该第二芯轴具有与安装在线圈芯柱上的芯轴相同的直径)，然后在炉中退火。一旦退火后，首先为了使带返回到其退火结构，芯体必须被铺开并通过插入带的内部端而在电线圈上被再次卷起。已知传统的颗粒定向硅钢板显示出明显的刚度，必须进行适当小心的操作以在不使材料弯曲超过其弹性极限的情况下卷起所述带。这使得卷起处理更困难并且芯体仍然需要在开始被卷起，然后被分别退火和操作，这增加了变压器成本。另一方面，退火非晶钢圆形未切割的芯体以带的形式被安装，使得其可以是薄的，从而在传送期间在没有到达塑性变形的情况下可以被猛烈弯曲。由于一旦退火后合金保持对外部施加应力的敏感，所以紧紧地卷起带会增加芯体损耗和励磁电流。最好的实际操作是在没有利用框架结构增加明显的应力的情况下，以低拉伸应力逐渐地卷起带并将完成的芯体保持在适当的位置。然而，在带以低拉伸应力被卷起时，形成的芯体没有自身的结构整体性并且如果允许带在一端处能够滑动，则带容易地叠缩。如果芯体轴线被垂直定位，则需要衬底。此外，由于非晶钢在炉内退火处理之后变得非常易碎，所以铺开和再次卷起是不显著的。在来自炉退火铁磁非晶钢圆形芯体的带的另一芯轴上的铺开、转移和卷起的方法已经在美国专利申请4668309中和诸如由L. L Reginato在1993粒子加速器会议的IEEE论文录第I卷第656-660页中发表的“用于重离子融合的感应加速器的发展”和R. R. Wood在IEEE 1999第12次国际脉冲功率会议第I卷第393-396页中发表的“用于非晶玻璃脉冲芯体的励磁新涂敷”和A. ff. Molvik在美国人物理协会的物理回顾专题-加速器和梁第5，080401,2002卷中发表的“用于重离子惯性聚变能量加速器的感应芯体合金”的文章中被涉及。从这些现有技术分析，由于带意图在传送期间因为其严重的易碎性而被破坏得太频繁，该方法被认为是不切实际的。配电变压器核心的另一重要方面是其在次级线圈输出时承受短路故障的能力。在短路情况期间，行斥力产生在初级线圈和次级线圈之间。这些行斥力以他们想采用圆形形状的方式作用在线圈上。如果这些线圈已经被制成圆形形状，则这些力不会削弱线圈的结构整体性，或者这些力可以利用椭圆形线圈被充分减轻，但是这将需要卷绕具有不同宽度的一系列带，从而将如上所述增加变压器成本。由卷起单个宽度钢带形成的芯体将具有矩形横截面。因此，线圈必须具有限定矩形窗口的4个直芯柱，用于芯体矩形横截面通过。导体和纸形成的矩形线圈缺乏需要承受行斥力的自身的结构整体性。向内的强作用力将出现在线圈的每一个角落，如果没有足够的支撑件被设置在该角落处，则向内的强作用力会使角落处的绝缘失效。如果线圈抵靠芯体稳固地倾斜，则支撑件可以设置在该角落处。硅钢圆形芯体可以足够强，以在其角落支撑向内的作用力，但是这对于具有粗劣的结构整体性的非晶钢圆形芯体来说是不可能的，并且如上所述，粗劣的结构整体性对施加的应力起到负面影响。围绕线圈盘绕绑带或将线圈浸溃在树脂中将在一定程度上提高机械强度。适当的自身机械强度可以通过将线圈封入铸模树脂中而获得，以提供外部加强结构。然而，必须小心以确保在铸造期间没有气泡被封闭，避免电晕放电。具有在导体/纸和树脂之间出现叠层分离的风险。此外，线圈的冷却变得更困难。一旦变压器核心被完全组装，装置必须被设置以将核心连接和固定在外壳中。传统的硅钢配电变压器通过芯体稳固地固定到外壳。实际操作将使用芯体作为用于线圈的支撑件，并且然后将芯体利用框架夹紧和固定在外壳中。该方法不适于非晶钢配电变压器并且通过线圈连接核心是不切实际的。对于非晶钢配电变压器的最好的实际操作是具有框架，该框架用于在对线圈和芯体不施加太多应力的情况下支撑线圈和芯体。
美国专利5387894公开了一种芯体型配电变压器，该配电变压器包括通过在芯轴上卷起连续带的铁磁材料而制成的圆形芯体，该芯轴围绕具有半圆形截面的芯柱的圆柱形形状两个的相邻绕组定位。铁磁带可以是非晶钢带，该非晶钢带首先在芯轴上被卷起然后在被铺开和再次围绕线圈卷起之前在磁饱和下退火。然而，该文献没有论述在芯体退火之后出现的非晶钢带的脆变以及难于传送易碎的非晶钢带，并且没有教导如何对形成的非晶钢芯体提供支撑。另外，也没有提供关于如何将不同宽度的导体行有效地盘绕堆叠起来以及如何卷绕圆形边界内的相邻的导体行之间的绝缘片的教导。另外，没有提供关于如何制造、设置和连接从线圈退出的导体引线端子的教导。另外，没有提供用以固定相邻绕组和将变压器核心固定到箱中的装置。另外，没有提供用于使线圈在矩形线圈的角落充分地支撑短路机械力的机械结构装置，因为文献通过使线圈的角落弯曲成椭圆结构而缓解该问题。最后，文献没有教导如何提供冷却装置以将导体中产生的热传送到线圈的外部，特别是在使用非晶钢芯体时，其中对于给定变压器效率来说，这种热更强烈并且产生在较小的线圈中。

发明内容
因此，本发明的一种目标是提供用以克服现有技术的至少一个缺陷的方法和设备。根据本发明，提供有一种用于电变压器装配的支撑框架，所述支撑框架包括-两个环形部分，每一个环形部分具有多个芯柱，每一个芯柱具有外围凹入部分，初级电线圈可安装在所述外围凹入部分中，和至少一个次级线圈可搭载地安装在所述初级电线圈上，每一个环形部分的一个芯柱上都具有直分段；和-可调节连接装置，所述可调节连接装置用于相对于环形部分中的另一个连接环形部分中的一个并调节它们之间的距离，使得只有直分段们相邻并且形成中心腿部，所述中心腿部用于容纳与所述连接装置不同的磁芯。
优选地，所述环形部分由选自以下组的材料制成，所述组包括玻璃纤维，环氧树月旨，纸，硬纸板，木材和木材复合物。优选地，所述支撑框架还包括用于将所述环形部分固定到变压器箱的固定装置。优选地，根据第一实施例，所述固定装置包括-基座框架；-第一固定装置，所述第一固定装置用于将环形部分的底部部分固定到所述基座框架；和-第二固定装置，所述第二固定装置用于将基座框架固定到所述变压器箱。优选地，根据另一实施例，所述固定装置包括 -基座框架；-第一固定装置，所述第一固定装置用于将环形部分的顶部部分固定到所述基座框架；和-第二固定装置，所述第二固定装置用于将所述基座框架固定到所述变压器箱。优选地，所述固定装置包括对准装置，所述对准装置用于相对于所述基座框架对准所述环形部分。优选地，所述支撑框架还包括操作装置，所述操作装置位于环形部分的顶部部分，用于操作支撑框架和使支撑框架从一个位置移动到另一个位置。优选地，根据另一实施例，所述固定装置包括-基座框架；-第一固定装置，所述第一固定装置用于将所述环形部分的操作装置固定到所述基座框架；和-第二固定装置，所述第二固定装置用于将所述基座框架固定到所述变压器箱。优选地，与那些形成中心腿部的芯柱不同的所述多个芯柱中的被选择的一个芯柱还提供通道，所述通道用于将流体邻接且横向地传导至线圈，每一个通道在所述一个芯柱的一侧上具有入口并在所述一个芯柱的另一侧上具有出口。优选地，所述通道相对于水平面形成角度以制造流体中的烟囱效应。优选地，所述支撑框架还包括用于包围通道的输入的第一烟囱和用于包围所述通道的输出的第二烟 ，所述第一烟 具有闭合顶部和敞开底部，所述第二烟 具有闭合底部和敞开顶部，从而通过第一烟 和第二烟 在流体中产生烟 效应。 优选地，在本发明的一个实施例中，所述通道由环形部分的凹入部分中的横向沟槽形成。优选地，在本发明的另一个实施例中，一旦线圈被安装在环形部分上，通道由在相邻的线圈行之间定位的绝缘间隔器定界。优选地，所述一个环形部分可通过可调节连接装置相对于所述另一个环形部分定位，使得环形部分以第一间隔距离和第二间隔距离选择性地分开，所述第二间隔距离大于所述第一间隔距离，所述支撑框架还包括环绕所述中心腿部的芯轴，所述芯轴具有一定尺寸，以便随着以所述第一间隔距离分开的环形部分围绕中心腿部自由地旋转，并且防止所述芯轴随着以所述第二间隔距离分开的环形部分围绕所述中心腿部旋转。优选地，所述芯轴由选自以下组的绝缘材料制成，所述组包括玻璃纤维，环氧树月旨，纸，硬纸板，木材和木材复合物。优选地，所述芯轴包括可互锁的第一半部和第二半部。优选地,所述芯轴还在其末端处包括相对的凸缘。优选地，所述支撑框架还包括至少一个支撑构件，该至少一个支撑构件可安装在与形成中心腿部的那些芯柱不同的至少一个所述芯柱的外表面上，用于在安装线圈后将所述线圈固定在环形部分内的在适当位置中。优选地，所述至少一个支撑构件提供用于邻接地传导流体到所述线圈的通道，每一个通道都由具有入口和出口的所述至少一个支撑构件设置，用于通过烟 效应允许循环。根据本发明，还设置有电变压器组件的支撑框架的环形部分，所述环形部分包括 -多个芯柱，初级电线圈和至少一个次级电线圈可安装在所述芯柱上，多个芯柱中的每一个都具有外围凹入部分圈，所述初级电线圈可安装在所述外围凹入部分中，而所述至少一个次级线圈可被搭载地安装在所述初级电线圈上，所述环形部分的一个芯柱具有直分段，所述外围凹入部分包括-用于支撑所述初级电线圈的基座部分；-倾斜侧壁部分，所述倾斜侧壁部分从所述基座部分的两侧延伸，所述倾斜部分包括允许初级电线圈的导体行与绝缘层堆叠的多个台阶。优选地，相邻垂直芯柱之间的角落中的台阶的高度逐渐减小。优选地，所述多个芯柱中的一个还设置用于将流体邻接且横向地传导至所述线圈的通道，每一个通道在环形部分的一侧上具有一个入口并且在所述环形部分的另一侧上具有一个出口，并且其中沿着芯柱的台阶的高度随长度增加以容纳所述入口和出口。优选地，所述多个芯柱中的一个还在所述环形部分的一侧上设置分接头输入开口，一旦所述线圈被安装，允许分接头连接到所述线圈，并且其中沿着芯柱的台阶的高度随长度增加，以容纳所述分接头输入开口。优选地，预定台阶被形成用于一行的最后线圈环与相邻行上的第一线圈环的桥接。优选地，所述桥接在垂直芯柱的角落执行。优选地，所述环形部分包括可互锁的第一半部分和第二半部分。优选地，所述多个芯柱中的一个还设置用于将流体邻接并且横向地传导至所述线圈的通道，每一个通道在所述环形部分的一侧上具有一个入口，并且在所述环形部分的另一侧上具有一个出口，并且其中所述通道由所述倾斜侧壁部分中的至少一个和横过所述基座部分的横向沟槽形成。优选地，端口将所述入口流体地连接至横过所述基座部分的横向沟槽。优选地，所述环形部分在具有直分段的芯柱处的内表面是基本上半圆柱形，并且环形部分在垂直于具有直分段的芯柱的芯柱处的内表面是平坦的。优选地，基本上半圆柱形的内表面的曲率半径小于可围绕所述环形部分安装的圆柱形芯体的内半径。根据本发明，还设置有电线圈组件，所述电线圈组件包括电线圈和框架，线圈卷绕在所述框架上，所述电线圈和框架由具有第一端部和第二端部的电导体带制成，所述端部中的至少一个沿着第一折叠线按照15度和75度之间的角度在其自身上折叠，使得所述一端相对于其中线圈放置的平面横向延伸，以提供连接导线。优选地，在本发明一个实施例中，所述角度是45度。优选地，在其自身上折叠的一端还沿着平行于所述带的纵向轴线的第二折叠线折叠。优选地，所述电线圈组件用于与电变压器芯组件组合，该电变压器芯组件包括支撑框架，所述支撑框架包括环形部分，所述环形部分包括多个芯柱和相对的第一侧壁和第二侧壁，所述多个芯柱的两个形成相对的顶部直分段和底部直分段，所述线圈组件包括-绕着所述环形部分卷绕的初级电线圈，所述初级电线圈包括位于所述初级线圈的相对端部的第一初级端子和第二初级端子，所述第一初级端子和第二初级端子从所述环形部分的第一侧壁延伸； -围绕所述初级电线圈卷绕的次级电线圈，所述次级电线圈由导体带制成并且包括在所述次级线圈的相对的第一端部和第二端部处的第一次级端子和第二次级端子，所述第一次级线圈端子通过沿着相对于第一侧壁的第一 45度的折叠线在带自身上折叠带的第一端而形成，使得所述带的第一长度相对于与所述第一侧壁相对的第二侧壁垂直延伸并从第二侧壁垂直延伸，其中第一和第二初级子线圈端子从所述第一侧壁延伸，所述第二次级端子通过沿着第二 45度折叠线在带自身上折叠所述带的第二端以形成第一中间折叠部，并且通过沿着垂直于第二 45度折叠线的第三45度折叠线在第一中间折叠部上折叠所述带的第二端而形成，使得所述带的第二长度平行于所述第一和第二侧壁延伸并且在所述第一和第二侧壁的外部延伸。根据本发明，公开了一种组装电变压器核心组件的方法，所述方法包括以下步骤 a)围绕第一环形部分卷绕初级电线圈，所述第一环形部分沿着第一环形部分的外表面具有用于容纳初级电线圈外围凹入部分，所述第一环形部分具有至少一个直分段；b)围绕所述第一环形部分在所述初级线圈上搭载地卷绕次级电线圈；c)围绕第二环形部分卷绕所述初级电线圈，该第二环形部分沿着第二环形部分的外表面具有用于容纳初级电线圈的外围凹入部分，所述第二环形部分具有至少一个直分段；d)围绕所述第二环形部分在所述初级线圈上搭载地卷绕次级电线圈；e)相对于所述第二环形部分连接所述第一环形部分，使得只有直分段相邻并且形成中心腿部；f)将所述第一环形部分和所述第二环形部分之间的距离调节成第一间隔距离；g)围绕所述中心腿部安装芯轴，所述芯轴具有一定尺寸，从而在所述第一环形部分和所述第二环形部分以所述第一间隔距离间隔开时围绕所述中心腿部自由旋转；和h)围绕所述中心腿部卷绕金属带以形成磁芯体，其中所述卷绕步骤h)与所述连接步骤e)不同。优选地，所述方法还包括以下步骤i)将所述第一环形部分和所述第二环形部分之间的距离调节成大于所述第一间隔距离的第二间隔距离，使得防止所述芯轴围绕所述中心腿部旋转；和j)将间隔器元件插入到形成所述中心腿部的相邻的直分段之间。优选地，所述方法还在步骤a)和c)期间包括以下步骤aa)利用初级电线圈以不同的预定匝数目形成多个导体环；bb)单独扭转每一个导体环以形成连接导线；cc)将绝缘套筒插入在相邻的扭转导体环之间；和dd)相对于所述初级电线圈的卷绕横向弯曲所述导线。根据本发明，还设置有用于组装电变压器核心组件的系统，所述系统包括

-第一卷绕系统，所述第一卷绕系统用于分别围绕第一环形部分和第二环形部分卷绕初级电线圈，每一个环形部分沿着其外表面都具有用于容纳所述初级电线圈的外围凹入部分，所述第一环形部分和所述第二环形部分中的每一个都具有至少一个直分段；-第二卷绕系统，所述第二卷绕系统用于分别围绕所述第一环形部分和所述第二环形部分在所述初级线圈上搭载地卷绕次级电线圈；-连接系统，所述连接系统用于通过可调节连接装置相对于第二环形部分连接第一环形部分，使得只有所述直分段相邻并形成中心腿部；-芯轴安装系统，所述芯轴安装系统用于围绕所述中心腿部安装芯轴，所述芯轴具有一定尺寸，从而在所述第一环形部分和所述第二环形部分以第一间隔距离间隔开时围绕所述中心腿部自由旋转；和-第三卷绕系统，所述第三卷绕系统用于围绕中心腿部卷绕金属带，以形成磁芯体，所述芯体与可调节连接装置不同。优选地，上述方法可以用于以连续生产的方式制造电变压器核心组件。优选地，本发明还设置储存容器，所述储存容器用于包含通过上述方法组装的多个电变压器核心组件。


图I是包括圆形芯体的变压器核心的示意图；图2是显示通过芯体窗体的支撑框架中的两个线圈配置中的一个线圈配置的导体行的横截面示意图；图3是显示在两个线圈配置彼此背对背倾斜时通过芯体窗体的支撑框架中的两个线圈配置的导体行的横截面示意图；图4是显示在两个线圈配置通过间隔器分开并抵靠圆形芯体的芯轴倾斜时通过芯体窗体的支撑框架中的两个线圈配置的导体行的横截面示意图；图5显示根据优选实施例的支撑框架中的初级子线圈配置的导体行；图6显示根据另一优选实施例的另一支撑框架中的另一初级子线圈配置的导体行；图7是芯体类型变压器的线圈配置的示意性电图表；图8是图4的其中与在图7中示出的导线连接相关联的示意图；图9是定位在芯体窗体外部的水平芯柱的支撑框架中的线圈配置的横截面示意图10是定位在芯体窗体外部的垂直芯柱的支撑框架中的线圈配置的横截面示意图；图11是根据优选实施例的支撑框架的立体图；图12是图11的支撑框架的角落中的两个压缩导体行的示意图；图13是图11中所示的支撑框架的立体修剪图，示出了如何根据优选实施例从一行到下一行盘绕导体；图14是根据优选实施例的提供用于形成分接头路径的空间的支撑框架的立体修剪图；图15是根据优选实施例的设置有用于使油对流以流动通过的斜导管的支撑框架 的立体图；图16是根据另一优选实施例的设置有用于使油对流以流动通过的水平导管的支撑框架的立体图；图17是图16所示的支撑框架的切割图；图18是利用连接装置背对背组装并固定的两个支撑框架的立体图；图19是根据优选实施例的利用框架下部的连接装置背对背组装并固定到基座的两个支撑框架的立体图；图20是根据另一优选实施例的利用框架顶部的连接装置背对背组装并固定到基座的两个支撑框架的立体图；图21是用于容纳背对背组装的两个支撑框架的基座框架的多个观察视角的立体图；图22是支撑框架的两部分组件的立体图；图23是用于围绕支撑框架卷绕导体的系统的示意图；图24是支撑框架的示意图，显示用于在所述线圈的卷绕期间在导体线圈上制造分接头的方法；图25A到E’是涉及根据优选实施例的用于围绕支撑框架卷绕导体带以形成线圈的顺序的不意图；图26A到J’是涉及根据另一优选实施例的用于围绕支撑框架卷绕导体带以形成线圈的顺序的示意图；图27A到E是涉及用于利用芯体和两个线圈配置组装变压器核心的顺序的示意图，用于制造线圈之间电连接并用于利用到衬套的电连接将变压器核心定位在变压器箱中；图28是显示箱中的图27所示的变压器核心的正视图的示意图；图29A和B是涉及根据另一优选实施例的用于围绕支撑框架卷绕导体带以形成线圈的附加顺序的不意图；图30A到C分别是用于卷起磁条以形成圆形芯体的支撑芯轴的两个主视图和立体图；图31是显示在安装芯体芯轴之前背对背组装并固定两个线圈配置的立体图；图32是显示围绕背对背组装并固定的两个线圈配置的中心腿部安装芯体芯轴的立体图33是显示围绕背对背组装并固定的两个线圈配置的中心腿部安装和旋转芯体芯轴的立体图；图34是用于围绕芯轴卷起磁条的系统的俯视图，该芯轴围绕背对背组装并固定的两个线圈配置的中心腿部被安装；图35是图34所示的系统的俯视图，显示了在围绕芯轴卷起磁条之前的调节过程，该芯轴围绕背对背组装并固定的两个线圈配置的中心腿部被安装；图36是从第一角度显示完成的变压器核心组件的立体图，该变压器核心组件连接到椭圆箱的底部上的基座；图37是从第二角度显示完成的变压器核心组件的立体图，该变压器核心组件连 接到椭圆箱的底部上的基座框架；图38是从第三角度显示完成的变压器核心组件的立体图，该变压器核心组件连接到基座框架；图39是没有芯体并包括用以将线圈固定在支撑框架上的支撑构件的变压器核心组件的第三角度的立体图；图40是显示三相变压器核心的立体图，该三相变压器核心包括一系列背对背的线圈配置和三个圆形芯体；图41是用于储存并运输多个变压器核心的容器的立体图；图42包括用于包围本发明的变压器核心的椭圆变压器箱组件的多个观察视角的两个透视图。
具体实施例方式以下将表现本发明的不同优选目标。在如上所述的用于制造配电变压器核心的所有芯体和线圈装配方法中，人们相信配电变压器是涉及最少不连续制造步骤的方法，其在批量生产方面可以更好地自动化并具有最小的成本，该配电变压器具有圆形芯体，该圆形芯体通过围绕预卷绕线圈卷起同轴弯曲的退火非晶钢带的连续单个条而制成。美国专利申请第61/262，603号公开了一种用于处理非晶金属带的新系统和方法，该非晶金属带用于将非晶钢带以低成本同轴退火成弯曲形状，该退火的带显示良好的延展性以有效地允许退火的带卷起以形成圆形芯体。此外，这种同轴弯曲退火的非晶钢带可以被卷起以形成圆形芯体，该圆形芯体以高磁感应水平显示低芯体损耗和低励磁功率，配电变压器核心可以以该高磁感应水平被制造。这种配电变压器核心与相同效率水平的传统硅钢配电变压器核心相比较小。使用这种同轴弯曲退火带消除了与铺开和再次卷起炉退火芯体的带相关的损坏问题，这使得圆形未切割芯体配电变压器的制造变得可能并具有成本效率。本发明的一个目标是提供一种配电变压器核心，该配电变压器核心具有圆形芯体，该圆形芯体通过卷起同轴退火非晶钢韧性带而制造，并且不具有与公知的结构设计和制造方法相关联的缺点和限制。本发明的另一目标是提供一种配电变压器核心，该配电变压器核心具有可以以低成本被大量制造的圆形芯体。因此，本发明提供一种用以有效地盘绕和堆叠不同宽度的导体行和在具有弯曲边界的凹部内的相邻行之间卷绕绝缘条的方法。因此，本发明还进一步提供用以有效地固定非晶钢圆形芯体变压器核心中的相邻绕组的装置和方法。因此，本发明还进一步提供一种用以有效地支撑圆形非晶钢芯体变压器核心的线圈和芯体的装置。因此，本发明还进一步提供一种可以被有效地装入和固定在小椭圆箱中的变压器核心。因此，本发明还进一步提供用以预形成和整理次级线圈引线端子的装置和方法，用于制造子线圈和箱衬套之间/到箱衬套的便利连接。 因此，本发明还进一步提供用以将非晶钢圆形芯体变压器核心有效地固定到箱中的装置和方法。因此，本发明还进一步提供用以有效地去除在圆形非晶钢芯体变压器核心的线圈内产生的热的装置和方法。因此，本发明还进一步提供用以将短路力有效地维持在圆形芯体变压器核心的矩形线圈中的装置和方法。因此，本发明还进一步提供用以在线圈框架上有效地卷绕导体以及制造、定位引线端子的装置和方法。因此，本发明还进一步提供用以围绕变压器核心的线圈有效地卷起非晶钢带以形成圆形芯体的装置和方法。因此，本发明还进一步提供用以允许围绕线圈配置的芯柱安装的圆形芯体旋转和固定的装置和方法。因此，本发明还进一步提供可以被有效地装入椭圆外壳或箱中的变压器核心。图I显示单相圆形未切割芯体类型变压器核心的基本几何构型。该变压器核心包括与两个矩形线圈配置3交织的圆形芯体I。优选地，线圈芯体配置沿着圆形芯体中心轴线在垂直位置中放置。每一个矩形线圈配置3包括内初级子线圈和外次级子线圈7。两个矩形线圈配置3背对背定位以形成双线圈配置，该双线圈配置具有圆形共用中心芯柱，磁圆形芯体I环绕该共用中心芯柱。因此，每一个线圈配置3都具有芯柱，该芯柱具有配合在半盘内的横截面。图2显示来自通过芯体窗体的芯柱的两个线圈配置3中的一个的切割图。该芯柱包括支撑框架9，该支撑框架优选地由诸如挤压板，环氧树脂，纤维强化环氧树脂，玻璃纤维，复合材料的可模制介电加强材料制成。支撑框架9外壁11具有弧形形状。支撑框架9的内壁13设置在一系列台阶8中，以提供用以容纳初级子线圈5的小导体15行的凹部。每一个导体15表示电线圈的一个盘绕环，第一盘绕环被卷绕在凹部的最深部分，而最后一个盘绕环被卷绕在线圈的顶部上。沿着内壁13和外壁11的厚度被确定以在芯体I和初级子线圈导体15之间提供适当的介电绝缘。来自初级子线圈5的每一个盘绕环的导体15被设置成优选地通过诸如纸，环氧树脂涂料纸或聚芳香族聚酰胺材料的薄电绝缘层17分开的行中，以提供行之间的绝缘。每一个导体15都通过诸如清漆的薄电绝缘涂层覆盖，以在相邻的导体之间提供适当的电绝缘。支撑框架9的内凹入壁13的底部中心部分是平坦的并支撑第一行导体15。然后，多行导体15被堆叠，优选地通过薄介电层17被分开，以形成子线圈导体行。在每一行中设置的导体的最大数量通过沿内壁13和外壁11的厚度确定，该厚度在芯体I和导体15之间提供适当的介电绝缘。内壁13的台阶8在中心底部平坦部分的两侧上对准，以容纳具有薄绝缘层17的每一附加行的导体，该导体具有相应的行距。每行的每一薄绝缘层17可以通过卷绕和堆叠较薄带的几个盘绕线圈而产生，以限制重叠厚度，该每一薄绝缘层17优选地定位在芯体窗体的外部。每个台阶8的高度等于面对所述台阶的每一行的高度的总和。在最后行导体的顶部具有较厚的电绝缘行19，该较厚的电绝缘行19优选地由诸如纸条、环氧树脂涂料纸或聚芳香聚酰胺的较薄绝缘条的多个盘绕环制成，并在支撑框架上的每一侧上延伸。较厚的介电行19和支撑框架9的侧部21之间的连接表示轨道路径，该轨迹路径相对两种材料中介电强度产生较低的介电强度。因此，安全的轨道距离提供在顶行的导体15和支撑框架外壁11的边缘之间。邻接薄绝缘条的导体带27同时搭载地盘绕在厚绝缘行19上，薄绝缘条优选地由纸、环氧树脂涂料纸或聚芳香聚酰胺制成，并且比导体带27略微更宽，每一环都由一个宽导体带制成。导体带的宽度被选择以保持与支撑框架外壁11的边缘的安全轨道距离。图2所示的支撑框架的部分、子线圈和绝缘行被设置以配合在半盘形状内。线圈框架的外壁11的弧形形状被选择以具有小于或等于芯体支撑芯轴31的内半径的半径。支撑框架9的外壁11的弧形形状上的中间点36和次级 线圈的最后盘绕环的顶部上的中间点33之间的高度略微小于芯体支撑芯轴31的内半径，以便在芯柱和芯轴31的内壁之间建立间隙35，该芯轴31支撑芯体I。该间隙35允许具有芯轴31的芯体I按照箭头所示自由地旋转。利用本发明的支撑框架，导体的线圈可以被有效地盘绕成堆叠的行，该堆叠的行相邻行之间的绝缘条的盘绕线圈。参照图3，显示有在圆形芯体的窗体开口内背对背定位的两个线圈配置的两个半盘状芯柱(芯体外部的线圈部分未显示)。为了能够将非晶同轴退火合金带卷起在芯轴上以形成圆形芯体1，两个背对背的芯柱相对彼此倾斜，以便建立间隙35，该间隙35允许芯轴31自由地旋转。现在参照图4，显示了现在通过绝缘间隔器37分开的两个线圈配置的两个半盘状芯柱的芯体的中心部分的缩放图。两个线圈配置的半盘状芯柱被分开并且每一个通过相对芯体芯轴31的内壁在它们的中间点36处倾斜而被固定。绝缘间隔器37被设置在两个背对背的线圈配置之间以保持间隙并建立用于油流动通过的开口导管39，以便冷却导体。在次级线圈的每一侧上形成导管的两个开口 41还可用于使油流动通过，以便冷却线圈。优选地，圆形芯体沿着其垂直位置中的中心轴线位于变压器箱中，以允许导管中的对流油通过烟囱效应流动。优选地，芯体线圈配置下方和上方的入口和出口被设置用于箱中的变压器核心，用于冷却的油从下方进入和用于加热的油从顶部离开。因此，在芯体窗口内的导体中产生的热可以通过形成的冷却导管被有效地抽出。行中的导体的盘绕由于它们被堆叠而在宽度上的增加引出了以下问题不得不形成从一行到下一行的盘绕导体路径。参照图5，显示了具有不同配置的台阶和盘绕方法的根据本发明一个优选实施例的支撑框架。第一行导体从起始位置23从第一行的右端盘绕到左端，然后在行的端部处按照弯曲箭头如图所示被切换到下一个上行。然后，导体从相应行的左端盘绕到右端，并然后被切换到下一个上行。盘绕的方法在一些行端部处需要支撑框架中的自由通路，以便在导体的盘绕可以接着通过将导体向上带到新行水平而开始之前将导体带到下一个上面较宽行的开始端下方。在需要时，绝缘材料28的窄带可以被添加在行的端部以在一行的第一盘绕环和下一个上行的最后盘绕环之间提供安全轨道距离，其中相邻线圈行的两个导体之间的电压最大。以下参照图6，显示了具有不同结构的台阶的支撑框架的本发明的另一优选实施例，该台阶不需要在支撑框架中的自由通道方式以形成从一行到下一行的盘绕导体路径。导体的第一行从第一行的右端处的开始位置24盘绕到左端，然后在对准行的端部处按照弯曲箭头如图所示垂直地切换到下一个上行。然后导体从左端盘绕到延伸超过开始盘绕位置24的右端，并然后在延伸行的端部按照弯曲箭头如图所示垂直切换到下一个待盘绕的上行。在需要时，绝缘材料28的窄带还可以添加在行的端部，以在一行的第一盘绕环和下一个上行的最后盘绕环之间提供安全轨道距离，其中相邻线圈行的两个导体之间的电压最大。图7是显示具有两个低电压输出的单相变压器的子线圈之间的互连装置的电示意图。高电压初级线圈43包括串联的两个子线圈HVa和HVb。两个低电压次级线圈45，LVl和LV2，每一个包括串联的两个子线圈LVla，LV2a和LVlb，LV2b。电压点Vl到V8是在线圈的每一引线端子处的电压指示值。通常在单相变压器(例如14. 4kV-120/240V)中，电 压点Vl和V4连接到接地电压基准，电压点V3是在初级侧上的高电压，而电压点V6，V8是两个次级输出的低电压。在示意图中，V2，V5和V7是两个子线圈之间的中间电压点。参照图8，图7所示的每一子线圈都与一组导体的线圈相关联。每一个线圈配置3都包括高电压子线圈(HVa或HVb)和每一个次级线圈中一个的两个低电压子线圈(LVla/LV2b或LVb/LV2a)。在负载不均衡(交错的次级线圈)的情况下，两个线圈配置3上的次级子线圈分布保持两个线圈配置3中的电流流动的平衡。在图8所示的每一个子线圈中，在子线圈的两端具有两个导线，该两个导线被分别形成到子线圈的导体的第一和最后盘绕环的路径。每一个导线连接到图7的电压点Vl到V8。优选地，每一个导线在定位在芯体窗体的外部的芯柱中的一个上的位置处离开子线圈。此外，属于到初级子线圈的导线电压点将影响初级子线圈和芯体芯轴31之间的线圈框架的介电厚度。优选地，在图8中，芯体芯轴31由绝缘材料制成，并且芯体I电连接到变压器箱，该变压器箱连接到接地电压基准。因此，初级子线圈和芯体之间的介电厚度包括线圈框架和芯轴厚度。导线到图8所示的电压点Vl至V8的连接表示优选实施例。利用图7的示意图并参照图8 :优选地，从HVa子线圈的导体环51延伸的导线连接到点V3。由于点V3与最高电压相对应，因此支撑框架在面对HVa的底端行的位置47处的介电部分将优选地具有最大厚度。接下来，从HVa和HVb子线圈的导体环53和55延伸的导线连接到点V2。多于一条的导线可以被设置在子线圈HVa和HVb中的导体的最后盘绕线圈行上，以允许到分接头选择器的连接，用于通过从相应的子线圈HVa和HVb中选择将被连接到点V2的一对导线调节次级线圈处输出的电压。由于电压点V2是V3的大约一半，因此HVa和LV2b子线圈之间和HVb和LVlb子线圈之间的绝缘层19的厚度因此被设定。接下来，从HVb子线圈的导体环57延伸的导线连接到点VI。由于电压点Vl比V3更低，因此支撑框架在面对HVb的顶部行的位置49处的介电部分可以相对区域47具有较小厚度。利用本发明的初级线圈结构，适当的电压绝缘被提供在导体的环和芯体之间，以便承受高电压脉冲试验。现在，对于次级子线圈，优选地，从LV2b和LVlb子线圈的导体环59和61延伸的导线分别连接到点V8和V6。接下来，从LVla和LVlb子线圈的导体环67和65延伸的导线连接到点V5并且串联地连接这些子线圈。此外，从LV2a和LV2b子线圈的导体环69和63延伸的导线连接到点V7并且还串联地连接这些子线圈。最后，从LV2a和LVla子线圈的导体环71和73延伸的导线连接到点V4。这样，图I所示的每一个线圈配置3的最后的外盘绕导体环的导体将处于最低电压，因为V4通常连接到接地电压基准(这是基本上用于配电变压器的120/240V次级线圈的情况)。在其中变压器仅具有一个次级线圈的情况下，将只有串联连接的两个次级子线圈，并且每个线圈配置3具有一个次级子线圈。通过本发明的导体结构，提供适当的电压绝缘以承受高电压脉冲试验。现在参照图9，显示了两个线圈配置3的定位在芯体窗体开口的外部的顶部和底部水平部分的横截面。用于支撑框架的横截面的轮廓不受到窗体开口的圆形形状约束。在图9中，支撑框架9的壁可以被制得较厚，以假定最好地适应提供更强机械支撑结构的要求的形状。然而，由于芯体I的存在，所以具有直接空间限制。对于图I所示的线圈配置的顶部和底部水平部分，图9中所示的支撑框架的底部边界75被限制成直线，以使圆形芯体边缘的平坦表面76变清晰。对于线圈配置的下水平部分，直边界可以被有效地用于建立支撑所述芯体的平坦表面。现在参照图10，显示了两个线圈配置3的定位在芯体窗体开口外部的垂直部分的横截面。支撑框架的底部部分还可以具有直边界72或该支撑框架的底部部 分可以被延伸以采用弯曲形状77，因为该支撑框架的底部部分需要使圆形芯体I的外半径变清晰。至于图9和10中的侧边界，其不具有直接空间限制。对于支撑框架的定位在芯体窗体开口外部的部分，优选地，侧边界79具有增加支撑框架厚度的形状。在图9和10中，两个侧边界79是直的且平行的。图11显示具有芯柱的支撑框架的立体图，该芯柱利用图5，9和10所示的横截面轮廓被突出。芯柱87根据图5的横截面的轮廓被突出，并且芯柱83和85根据图9所示的横截面的轮廓被突出。至于芯柱89，其利用图10的直边界72被突出。对于所有四个芯柱，支撑框架的凹入部分的壁13基于图5的台阶8的结构被突出，所有四个芯柱优选地是直的，以便提供用于使芯体通过的矩形窗口开口。在每一个角落处，支撑框架的轮廓是围绕内角落旋转的突出，在该内角落处芯柱相遇以提供设置成弯曲形状81的一系列台阶，用于每一个导体行的从芯柱到芯柱的平滑转换。总体上，显示的支撑框架是在芯体窗口外部安装成U形梁的形式的配置，并且这提供用于支撑线圈和芯体的坚固的结构整体性。支撑框架的坚固的结构整体性将有效地承受来自通过矩形形线圈施加的环箍应力的强短路力。为了在不丢失结构整体性的情况下减少重量，开口(未示出)可以在材料中的预定区域中被实现。这些开口可以将初级线圈的外部部分暴露给油，以便冷却所述导体。初级子线圈的导体环15从一行到下一行的切换，盘绕在每一行上方的每一层绝缘层17的重叠，和用于初级和次级子线圈的输出引线全部都定位在位于芯体窗体开口外部的线圈配置的三个芯柱中的一个芯柱上。在盘绕绝缘层17上方一排的导体15时，在盘绕期间施加在导体中的拉伸应力将内压力在支撑框架的弯曲形状81上的每一个角落处施加在下面行上。现在参照图12，如果初级子线圈利用圆导线盘绕，则盘绕的导体通过变形将其本身自然地定位在在绝缘层上显示的小凹入部上，该变形由于在下面行的两个并排导体之间定位的空隙而产生。由于这种变形，相邻行的两个导体之间的高度将小e值，该值依赖于导体盘绕拉伸应力和角落转向时盘绕导体的弯曲半径互换。对于每行，该e值将在沿着如图12所示的角落中的沿弯曲形状81的中间点达到其最大值。因此，台阶高度8从弯曲形状81的两端逐渐减小，从而在沿着支撑框架的每一个角落中的弯曲形状81的中间点达到以e值减少的最小高度。对于角落中的每一个台阶的e值取决于面对台阶的行的数量、盘绕导体时施加的拉伸应力，和转动角落时施加到导体的弯曲半径。这根据设置的台阶确保支撑框架的凹入部分中的每一行的适当填充并允许支撑框架的有效盘绕。参照图13，支撑框架进一步包括行之间的自由通道97，用于允许紧接于台阶99的边缘的行中的最后盘绕导体切换到紧接于上台阶101的边缘的上部行，同时在角落18周围弯曲。为了将两个线圈导线从支撑框架中引出，两个孔93和94被穿孔在支撑框架的一侧上，一个孔与凹入部分平坦表面对准以开始盘绕第一排，而另一个孔与最后盘绕行对准。绝缘管95和96可以被增加以将线圈导线引导远离支撑框架，使得绝缘柔性套管可以在导线上滑动并且围绕出口管捆扎，用于增加线圈外部的导线周围的绝缘。可选地，在最后盘绕行上的导线可以通过绝缘纸套筒在线圈框架边缘86和绝缘层19之间离开。参照图14，支撑框架的顶部上的边缘86可以在最后行的导体上延伸，以提供用于线圈导线离开的空间。在离开侧上的支撑框架边缘将包括至少一个横向槽108，用于允许使整理的导线制造其出口。如果在线圈上需要多于一条的整理导线以允许到分接头选择器的连接，则可以设置更多的 槽。如图I所示的次级子线圈7具有明显的外表面部分，该外表面部分能够用于在变压器箱内对流冷却油。这包括定位在芯体窗体开口内的部分。然而对于初级线圈，热通过次级线圈和支撑框架被抽空。初级线圈的冷却能力还可以通过在导体15排之间引入冷却导管而增加。参照回图10，支撑框架设置在具有开口 103，104的每一个侧部上，而横向的绝缘间隔器105插入在两行导体15之间以在间隔器之间建立开口导管，用于油流动通过，从而冷却导体。图15显示冷却导管的立体图。间隔器105被增加在支撑框架的芯柱107的凹入部分中，并且为倾斜的以建立向上的油循环导管。为了建立用于间隔器的空间，间隔器的两侧上的台阶8的高度增加。两个坡道向上间隔器113和114还将用于使导体的正视图平整。间隔器105是斜的，所以通过烟囱效应引起导管中的油的流动。油通过开口 103进入并通过支撑框架另一侧上的开口 104离开。间隔器105也可以如图16和17所示被水平设置。在这种情况下，附加的垂直导管109和111被添加在支撑框架的每一侧上，以建立所述烟囱效应。每一个导管具有用于油进入或离开的开口。油从箱的底部进入并通过垂直导管111向上引导而进入开口 103中，流动通过线圈，流动通过开口 104，并通过垂直导管109收集以在顶部离开。相同的垂直导管可以利用斜间隔器增加，以增强烟囱效应，并因此油流动用于更好的冷却。通过设置的导管，热可以通过利用导体自己的高热导率从位于芯体窗体开口中的初级线圈的导体被抽空，以将热传递出导管的位置。在另一优选实施例中，附加的冷却导管可以通过使支撑框架的凹入部分中的台阶从一个开口 103横向开槽到另一侧开口 104而设置，从而建立如图10和11所示的冷却导管106，冷却导管106将允许油流动以冷却初级子线圈的面对支撑框架的凹入部分的内表面。另外，这些导管106可以是斜的，以建立向上的油循环导管。参照图9，13和14，进一步的冷却可以通过仅使台阶中的一侧从支撑框架的凹入部分的平底表面向上开槽到开口 110和通过提供通过另一侧的水平开口 102而被设置在支撑框架顶部和底部水平部分上，开口 102与凹入部分的平底表面对准。具有开口 102和110的槽98将提供向上的冷却导管，以通过烟囱效应建立油的对流流动。
参照回图11，本发明的支撑框架进一步包括位于支撑框架的靠近弧形芯柱87的每一侧上的顶部和底部的突出部分84。这些突出部分84包括与弧形芯柱87的边缘垂直对准的开口 88。图18显示具有诸如绝缘螺纹杆115的调节连接装置的背对背组装的两个支撑框架，该调节连接装置具有绝缘垫圈117和螺母119。这种调节连接装置用于将两个支撑框架固定在一起以形成单一的刚性结构。将螺母定位在杆允许调节两个框架之间的距离。此外，支撑框架设有定位在每一侧上的至少两个突出部分94，以允许组装的框架倚靠在平坦基座上。此外，支撑框架装有定位在每一侧上的至少两个突出部分90，以提供系绳柱，从而便于举起和操作所述组件。本发明的支撑框架包括用以将支撑框架背对背固定在变压器箱内的装置。参照图19，每一个支撑框架都包括位于支撑框架的每一侧上的底部处的突出部分117。这些突出部分117包括与基座平面21垂直对准的开口，用于利用拧在螺纹升高杆上的螺母将组装的支撑框架固定到基座，该螺纹升高杆固定在基座平面上。在图20所示的另一优选实施例中，连接带123通过每一个都具有环绕系绳柱90的一端和利用垫圈和螺母被拉和锚定到固定在基座的螺纹杆的另一端将支撑框架固定到基座平面。这些使用带123的连接装置具有通 过将支撑框架的顶部部分下拉而保持所述支撑框架的好处。通常，基座平面是变压器箱的内底表面，升降螺纹杆通过焊接被固定在变压器箱的内底表面上。然而，由于箱的底表面会略微凸起，所以会难以提供用于支撑框架充分倚靠的均匀的平坦表面。如图21所示，本发明包括基座框架125，基座框架125基本上由金属角度切割构成并被焊接在一起以提供刚性的水平表面127，从而支撑框架组件和开口 129，用于保持锚定支撑框架连接装置用的螺栓。此外，基座框架包括形成在基座框架下方的接头(nipple) 131，并且接头131用作焊接点，以将基座框架固定在箱底部。基座框架125被显示用于连接图19和20中的装置。通过显示的连接和锚定装置，两个背对背的支撑框架形成一个刚性结构，该刚性结构被稳固地固定在箱的底部上。两个支撑框架提供了在没有机械应力传递到线圈和芯体的情况下将线圈和芯体支撑在箱中的好处。现在参照图22，其显示了由两部分组件制成的支撑框架。两个部分134和136通过将第一半支撑框架134的公部分133插入到第二半支撑框架136的母部分135中而配合在一起。一旦两个半部分被组装在一起时，该配合连接提供了至少三倍优于连接附近的绝缘厚度的轨道路径。与框架材料相兼容的适当粘合剂可以用于在连接时将两部分融合在一起。在诸如开口 88的开口被简单钻孔后，两部分框架组件134和136中的每一个因此都可以使用两部分模具以低成本被连续地制造。完成了支撑框架的说明，以下说明将公开初级和次级子线圈如何围绕支撑框架卷绕，和两个盘绕支撑框架如何被组装以提供变压器线圈，和然后同轴退火非晶体金属带如何围绕线圈被卷起在芯轴上以形成芯体。本发明的线圈配置和带的轧制可以以完全自动的方式被组合。图23显示用于组合线圈配置的装置的示意图。空支撑框架9被安装在由伺服电动机驱动所驱动的芯轴上。不同的给料机围绕旋转的框架定位，该旋转的框架包括包含导体线191的卷轴；多个卷轴，每一个卷轴都包含绝缘条192,这些绝缘条192具有不同的宽度以配合在支撑框架内的每一行中；包含导管间隔器193的盒子；包含导体带194的卷轴；和包含略大于导体带的绝缘条195的卷轴。每一个给料机设有自动机械操纵臂和切割致动器，用以将材料带到、接合、卷绕和切割在旋转的支撑框架9上。优选地卷轴191，194和195中的每一个包含足够的材料以卷绕整数个的支撑框架9，从而避免产生拼接并使废品保持到最少。绝缘条192被部分地预切割以将绝缘条折断成需要的长度，并且仅需要小的突然张力以将带从辊子中释放。在图18所示的已组装的支撑框架中，具有左线圈和右线圈支撑框架199和200。再次参照图23，为了在左线圈或右线圈支撑框架上盘绕初级子线圈，导体线先由自动机械操纵臂带来并被引导通过离开开口 197，该离开开口与支撑框架的一侧上的第一底部行对准。然后导体在单个层上以预定数量的匝被卷绕用以填充第一行。当在下一行上接合线之前，绝缘条192的具有相应行宽度的分段围绕框架被卷绕，以在用导体线开始盘绕下一行之前通过彼此重叠的末端来完全覆盖第一行。如果导管被设计在两个确定行之间，则间隔器193从盒子中被挑选并被安装在支撑框架的指定芯柱上。这些间隔器可以被预粘合到绝缘条以减轻安装。在盘绕最后的行时，线被切割并且被通过出口 198引导出，该出口 198与行对准并且在与支撑框架上的出口 197相同侧部上离开。图24显示了以下情况其中初级 子线圈在最后盘绕行上设有多个离开导线，用于到分接头选择器的最后连接。同正在盘绕最后一行时，突出的导体环141以预定匝数被形成。每一环141都被扭转以形成导线142，然后该导线142优选地在图14所示的槽108中通过绝缘套管整理并且在线圈支撑框架的侧部上弯曲。然后完成初级子线圈并且无论哪个正在被卷绕，初级子线圈都在与左线圈或右线圈配置相关联的支撑框架的侧部上具有离开导线。下一步将是卷绕次级子线圈。次级子线圈的卷绕由在总体矩形形状的初级子线圈上方卷绕绝缘和导体带组成。在卷绕导体带时，横向退出导线必须被设置在导体带的末端以提供到线圈的电连接。导体的带分段可以被垂直焊接在带的每一端以形成直角出口。在本发明中，自动机械操纵臂包括用以折叠带194的末端并且使带194的末端成形的装置。图25，顺序A到E显示了以下步骤的示意图，这些台阶包括折叠并且卷绕与绝缘条195并排的导体带194，以在初级子线圈上方搭载地形成一个次级子线圈。每一顺序中的图的左部分显示用导体箔卷绕的支撑框架和达到支撑框架上方的绝缘条的俯视图，该支撑框架参照显示支撑框架的正视图的右图沿顺时针方向旋转。在右方“正视图”的图中的虚线表现出隐藏在支撑框架后面的元件。附图顺序显示了左线圈配置的卷绕。对于右线圈配置，折叠过程中的差异将由虚线显示并且标识符号将包括附加的上标(’)。以顺序A开始，在开始卷绕导体带194之前，厚绝缘层19通过卷绕多匝绝缘条195而被构建。一旦获得适当的介电厚度，导体带194的导线通过相对侧上的自动机械操纵臂沿着折叠线201被折叠一次到初级子线圈导线197和198位置，以使导线202横向于线圈延伸。然后，导线的长度必须为足够长以利用进一步向上折叠允许到变压器箱套管的连接，或到另一线圈的离开导线的连接。显示的折叠线可以具有15和75度之间的角度，这将参照支撑框架的侧部以30以150度的出口角设置导线。这种角度的作用可以实际用于使向上折叠导线带与连接到圆或椭圆变压器箱的弯曲壁的套管对准。为了说明的目的，带沿着45度折线被折叠。在顺序B中，带194的折叠线201被引出在支撑框架芯柱的其中定位有离开导线197和198的顶部上。然后导体带194和绝缘条195被同时卷绕适当的匝数。在顺序C中，导体箔194切割，而尾端沿着两个45度折叠线203和204(204’ )在相对侧上折叠两次到初级子线圈导线197和198位置，以提供平行于线圈延伸和沿与被卷绕的带的移动方向相同的方向(对于右线圈来说是相反的方向)定向的导线205(205’ )。折叠线203在带194上的位置被选择以便达到支撑框架的芯柱的其中离开导线197和198如顺序D所不定位的顶部。然后完成次级子线圈的卷绕。为了最后确定线圈配置的卷绕，几匝的绝缘条195被卷绕。顺序E和E’显示完成的左线圈和右线圈配置。图26,顺序A到J显示如下步骤的示意图,这些步骤包括与绝缘条195 —起折叠和卷绕导体带194，以在初级子线圈上方搭载地形成两个次级子线圈。附图顺序显示左线圈配置的卷绕。对于右线圈配置，折叠过程中的差异也将用虚线显示，并且表示将包括附加的上标(’)。在开始导体带194的卷绕之前，厚绝缘层19通过卷绕多匝绝缘条195而构建。一旦获得适当的介电厚度，导体带194的导线通过相对侧上的自动机械操纵臂沿着45度折叠线150折叠一次到初级子线圈导线197和198位置，以建立垂直于线圈延伸的导线152。在顺序B中，带194的折叠线150被引出到支撑框架芯柱的其中离开导线197和198定位的顶部上。导体带194和绝缘条195然后被同时卷绕适当的匝数。在顺序C中，导体箔194被切割并且尾端沿着两个45度折叠线154(154’)和155(155’)在相同的侧部(对于右线圈是相对侧部)折叠两次到初级子线圈导线197和198位置，以提供平行于线圈延伸和相
对于带的移动方向的相反方向上(对于右线圈来说是相同方向)定向的导线156(156’ )。在带194上的折叠线154(154’ )的位置被选择以便到达支撑框架的芯柱的与其中离开导线197和198如顺序D所示定位的一个相对的顶部。然后，几匝绝缘条195被卷绕以完全第一次级子线圈，并且第一次级子线圈的卷绕现在如顺序E所示被完成。接下来，在顺序F中，通过导体带现在从另一侧被供给而支撑框架现在沿逆时针方向旋转，导体带194的端部沿着两个45度折叠线157(157’ )和158(158’ )在相对于初级子线圈导线197和98的相对侧部(对于右线圈来说是相同侧部)上被折叠两次，提供平行延伸并沿相对于带的移动方向的相同方向(对于右线圈来说是相反的方向)定向的导线159(159’)。在顺序C中的第一次折叠在相对于初级子线圈导线197和198的相对侧部(对于右线圈来说是相同侧部)上完成，无论在哪种情况下，在顺序F中的第一次折叠将在相对于初级子线圈导线197和198的相同侧部(对于右线圈来说是相对侧部)上完成。在顺序G中，带194的折叠线157(157’ )被引出在与其中定位离开导线197和198的芯柱相对的支撑框架芯柱上。然后导体带194和绝缘条195被同时卷绕适当的匝数。在顺序H中，导体箔194被切割并且尾端沿着两个45度折叠线160和161(161’ )在相对侧部上被折叠两次到初级子线圈导线197和198，以提供平行延伸和在相对于带的移动方向的相反的方向(对于右线圈来说是相同方向)上定向的导线162(162’)。折叠线160在带194上的位置被选择以便到达支撑框架的芯柱的其中离开导线197和198如顺序I所示定位的顶部。然后完成第二次级子线圈的卷绕。为了最后确定线圈配置的卷绕，几个额外匝的绝缘条195被卷绕。顺序J和J’显示完成的左线圈和右线圈配置。图27，顺序A到F显示，如何组装芯体线圈配置以制造变压器核心的步骤。首先，在顺序A中，两个线圈配置(一个左线圈和一个右线圈)利用导线156和156’, 159和159’,和162和162’背对背放置，该导线通过使它们的端部重叠而朝向彼此对准。然后两个线圈配置利用图18所示的连接装置被固定在一起。显示的顺序包括使用线圈配置，该线圈配置包括两个次级子线圈。在单个次级子线圈的情况下，导线156，156’，159和159’不存在。然后在顺序B中，基于非晶金属带的韧性的且可切割的同轴弯曲退火铁轧制在围绕中心圆形芯柱预安装的芯轴上，而中心圆形芯柱通过背对背的线圈配置形成，以形成圆形芯体I。在顺序C中，在完成芯体时，两个线圈配置是不固定的并且被推动开，以相对如图4所示的圆形芯体I中的窗体开口的内壁倾斜，并且被再次固定在一起。然后间隔器37被插入在两个线圈配置之间，并且导线162与162’和198与198’在焊接点163和166被焊接在一起。在顺序D中，定位在圆形芯体(颠倒图)下方的导线156与156’和159与159’还在焊接点164和165被焊接在一起。本发明的圆形芯体变压器组件最适于被安装在椭圆箱中。在顺序E中，芯体线圈配置被放入变压器椭圆箱中，变压器椭圆箱包括三个低电压衬套212，213和214，三个低电压衬套然后分别对准并且连接到向上的折叠导线152,162-162’和152’。顶盖套管215 (高电压)和接地线216被分别连接到导线197和197’。一些箱可以装配有四个低电压衬套作为替代，其中导线162和162"不会被焊接在一起，而是每一个被连接到相应的套管。在芯体线圈配置仅包括一个次级线圈的情况下，套管213不存在。图28显示箱中的芯体线圈配置的正视图，其中衬套在上前方。每一个导线152,162-162’和152"通过向上的折叠带分段被连接到套管，该向上的折叠带分段可被焊接在导线上，或者可以通过进一步折叠导线而实现，在导线在图25A到E’或26A到J’中被卷绕时，该导线进一步远离线圈延伸。在其中导体箔194产生大量导线的情况下，在折叠时该导线过大，图25A到E’或26A到J’的卷绕顺序可以合并如图29A所示的附加的折叠台阶。一旦第一 45度折叠被执 行并且在另一次折叠进行之前，导线的宽度通过沿着折叠线165额外折叠而被减半。如图29B所示，这将提供具有较窄导线的线圈配置。本发明的配电变压器还提供用以将芯体与背对背线圈配置组装的方法。图30A到30C显示用于卷起带的芯轴组件。其包括两个壁230和231，每个壁都具有弧形形状的预定内半径和厚度，并且都具有至少等于退火铁基非晶金属带的宽度的高度。优选地，壁230被设置在其两个端部的每一个上，该端部具有内S形图案空腔232，该内S形图案空腔232中的每一个都意图配合在位于壁231两端上的外S形图案空腔233中。在两个壁被对齐并且抵靠彼此挤压时，它们将如图30B所示搭扣配合在一起，并且它们将形成具有给定内半径和给定高度的圆柱形管。虽然将使用具有良好结构刚度的不锈钢或任何非铁磁材料，芯轴的壁优选地由挤压或模制刚性绝缘材料而制成。壁的两端具有半盘状法兰170，使得在两个壁被搭扣配合在一起时，形成具有凸缘的芯轴。粘合剂还可以用于将两个壁和凸缘融合在一起。参照图31，完成的左线圈和右线圈配置199和200被背对背放置并利用螺纹杆115，螺母119和垫圈117被紧固在一起。螺母119被定位在螺纹杆115上，使得在线圈配置被朝向彼此推动时，两个弧形形状的背对背的芯柱配合在如图3所示的圆形轮廓内并且线圈配置被对准。然后螺母119被拧紧以挤压螺母119之间的突出部分84，因此构建完整的刚性组件，并且从一个组件到下一个组件具有恒定的几何尺寸。为了组装芯体，在图32中，两个壁230和231围绕背对背的线圈配置的中心圆形芯柱被安装，并且被挤压在一起直到它们如图33所示在适当位置中搭扣配合为止。当在适当的位置中搭扣配合时，圆柱形芯轴具有略微大于两个背对背弧形形状的芯柱的圆形轮廓的外半径的内半径，并且其高度略微小于线圈支撑框架窗体开口的高度，以便允许芯轴围绕芯柱自由旋转。为了在退火非晶带材料卷起到形成的芯轴上，背对背的线圈配置被安装并且通过保持装置利用预定位置中的系绳柱90保持在适当位置中。然后，如图34所示，至少三个辊234(其中至少一个设置有小凸缘236)通过致动器被引出，以围绕芯轴凸缘237的周边被定位，其中全部旋转轴线与圆形芯柱中心轴线(Xtl, Y0)平行。三个窄辊234可以在芯轴的两侧的每一个法兰237上使用，以清洁芯轴中间部分的用于带的接入。辊之间的角距离可以为不同，只要它们以超过大于180度的角度被定位，以防止芯轴脱离旋转轴线。辊234的凸缘236从芯轴的一侧到另一侧之间的内部距离刚好足够宽，以允许芯轴的宽度配合在其间，从而保持其轴向位置，以便避免与支撑框架的芯柱表面中的一个摩擦接触。用于三个辊234的每一个的XY位置通过致动器基于CPU提供的指令被精确地控制。为了旋转芯轴和聚积带，辊234中的至少一个是电动的。由于背对背的线圈配置被安装并被保持在预定位置中的适当位置中，因此CPU 了解圆形芯柱中心轴线(Xd)的位置。如果需要更大的精度，则每一个辊都可以在芯轴依次推动，直到其抵靠圆形芯柱倾斜为止，并且然后CPU记录相应的XY位置，如图35所示。利用记录的数据和每一辊324的半径，CPU计算圆形芯柱的中心位置(Xtl, Y》。一旦完成芯体，螺母119被松开并且被定位在螺纹杆115上，使得在两个线圈配置被推开时，两个线圈配置相对如图4所示的芯体芯轴的内部表面倾斜并且将被对准。优选的是将变压器核心放置在垂直位置中，以允许芯体倚靠在线圈框架的两个水平底部芯柱的设置的平坦表面上，因此提供对芯体的支撑。然后，螺母119被拧紧以挤压螺母之间的突出部分84，因此建造完整的刚性变压器芯体线圈组件。间隔器37然后被插入在两个线圈配置之间并且导线被焊接在一起。 优选地，图34的带轧制过程包括用以提供连续带供应自动带供给卷轴转换器和用以在卷起期间控制带中的张力的带拉紧装置。带的连续供应可以通过使填充的卷轴在空卷轴的附近旋转而提供，并且通过将填充的卷轴的带端投入并且固定到离开空卷轴的带的尾端而提供。优选地，带的连续卷起以形成变压器核心的芯体可以通过使新线圈配置的芯轴在正被形成的芯体线圈配置的填充芯轴附近旋转而提供，并且通过将带切割并且将引入的带端部固定到芯轴同时完成的变压器核心被移开而提供。图36到38显示根据本发明组装的最终的变压器核心。绝缘套筒240被增加在初级线圈外部导线周围。如果需要的话，绝缘套筒还可以被设置在第二导线上。然而，在线圈被形成时，通过自动机械操纵臂完成的预先形成的形状帮助避免在第二导线上使用绝缘套筒，因为它们被预先形成以配合在变压器箱中并且与箱低电压衬套对准，从而便于连接。这将减少用于容纳核心的劳动力和成本。图39显示了芯体线圈配置进一步包括支撑构件243和244，一旦芯体被形成时(为了清楚的目的不显示芯体)，该支撑构件通过带250相对线圈配置的外部芯柱保持。支撑构件243优选地由绝缘材料制成并包括槽245，槽245将沿着次级线圈表面提供垂直导管，用于冷却液体，从而使液体通过烟 效应向上流动。附加的垂直槽246被形成在具有相对的上障碍物和下障碍物247的支撑构件中，以替换图17的侧部导管109和111。这些导管通过在线圈的表面附近提供增加的流体流动而提高冷却效率。支撑构件244还包括槽248和开口 249，以允许冷却液体在次级线圈的顶部和底部表面附近流动。支撑构件将增强变压器能力，从而在短路情况下承受初级和次级线圈之间的排斥力。框架243将与支撑框架244和245 —起工作，用以防止初级和次级子线圈由于在相应的子线圈中流动的短路电流所产生的排斥力而分离开。根据本发明的系统制造的多于两个芯体线圈配置可以被背对背地分组在一起，以制造如图40所示的三相变压器。
在本发明中的变压器核心的制造可以被完全自动化，并且适用于使用占据小占地面积的小型组装设备进行变压器核心的批量生产。以给定标准效率进行的变压器核心的批量生产对子部件制造商来说变得可能，该制造商将把核心提供给变压器装配工。这种变压器核心制造的集中化通过消除会增加变压器成本的显著的芯体和线圈组装设备、劳动力和在每一个变压器装配工车间所需要的占地面积而产生规模经济。参照图41，根据本发明的系统制造的芯体线圈配置可以在支架252上被成行地分组，并且包含多个线圈配置251的多个支架252可以被放入密封容器253中，用于运输变压器至装配工，该装配工将每一个芯体线圈配置与箱、油及其它需要的附件组装在一起。支架包括基座装置254和顶部装置255，具有底部印刷的基座装置254用于支撑一组芯体线圈配置，而顶部装置255用于将该组芯体线圈配置与基座一起紧固。芯体线圈配置的每一个支架可以被堆叠以填充容器高度。此外，芯体线圈配置的每一个支架可以用塑料膜包裹，以便防尘。有效运输外壳因此被提供用于将大批的变压器核心从变压器核心制造商到变压器装配工。参照图42，显示了包括椭圆箱的配电变压器最终组件，该椭圆箱能够封入本发明的变压器核心。这种配电变压器将具有靠近磁极连接托架定位的重心，因此较少的应力施 加在保持托架上。虽然已经在此处详细地说明并在附图中显示了本发明的优选实施例，可以理解的是本发明不局限于这些精确的实施例，并且在不背离本发明的保护范围或精神的情况下，可以在其中作出不同的改变和修改。
权利要求
1.一种用于电变压器组件的支撑框架，所述支撑框架包括 -两个环形部分，每一个环形部分具有多个芯柱，每一个芯柱具有外围凹入部分，初级电线圈能够安装在所述外围凹入部分中，和至少一个次级线圈能够搭载地安装在所述初级电线圈上，每一个环形部分的一个芯柱具有直分段；和 -可调节连接装置，所述可调节连接装置用于相对于另一个环形部分连接一个环形部分并调节所述一个环形部分和另一个环形部分之间的距离，使得只有所述直分段们相邻并且形成中心腿部，所述中心腿部用于容纳与所述连接装置不同的磁芯体。
2.根据权利要求I所述的支撑框架，其中所述环形部分由选自以下组的材料制成，所述组包括玻璃纤维，环氧树脂，纸，硬纸板，木材和木材复合物。
3.根据权利要求I或2所述的支撑框架，进一步包括固定装置，所述固定装置用于将所述环形部分固定到变压器箱。
4.根据权利要求3所述的支撑框架，其中所述固定装置包括 -基座框架； -第一固定装置，所述第一固定装置用于将环形部分的底部部分固定到所述基座框架；和 -第二固定装置，所述第二固定装置用于将所述基座框架固定到所述变压器箱。
5.根据权利要求3所述的支撑框架，其中所述固定装置包括 -基座框架； -第一固定装置，所述第一固定装置用于将环形部分的顶部部分固定到所述基座框架；和 -第二固定装置，所述第二固定装置用于将所述基座框架固定到所述变压器箱。
6.根据权利要求3所述的支撑框架，其中所述固定装置包括对准装置，所述对准装置用于相对于所述基座框架对准所述环形部分。
7.根据权利要求3所述的支撑框架，还包括操作装置，所述操作装置位于所述环形部分的顶部部分上，用于操作所述支撑框架并使所述支撑框架从一个位置移动到另一个位置。
8.根据权利要求7所述的支撑框架，其中所述固定装置包括 -基座框架； -第一固定装置，所述第一固定装置用于将环形部分的操作装置固定到所述基座框架；和 -第二固定装置，所述第二固定装置用于将所述基座框架固定到所述变压器箱。
9.根据权利要求I到8中任一项所述的支撑框架，其中所述多个芯柱的与形成中心腿部的芯柱不同的被选择的一个芯柱还提供通道，所述通道用于将流体邻接且横向地传导至所述线圈，每一个通道都在所述一个芯柱的一侧上具有一个入口并在所述一个芯柱的另一侧上具有一个出口。
10.根据权利要求9所述的支撑框架，其中所述通道相对于水平面形成角度，以在所述流体中产生烟囱效应。
11.根据权利要求9所述的支撑框架，还包括用于包围所述通道的输入的第一烟囱和用于包围所述通道的输出的第二烟囱，所述第一烟囱具有闭合顶部和敞开底部，所述第二烟囱具有闭合底部和敞开顶部，从而通过第一烟 和第二烟 在流体中产生烟 效应。
12.根据权利要求9到11中任一项所述的支撑框架，其中所述通道通过所述环形部分的凹入部分中的横向沟槽形成。
13.根据权利要求9到11中任一项所述的支撑框架，其中一旦线圈被安装在所述环形部分上，所述通道由定位在相邻线圈行之间的绝缘间隔器定界。
14.根据权利要求I到13中任一项所述的支撑框架，其中所述一个环形部分能够通过可调节连接装置相对于所述另一个环形部分定位，使得所述环形部分以第一间隔距离和第二间隔距离被选择性地分开，所述第二间隔距离大于所述第一间隔距离，所述支撑框架还包括环绕所述中心腿部的芯轴，所述芯轴具有一定尺寸，以便随着以所述第一间隔距离分开的环形部分围绕中心腿部自由地旋转，并且防止所述芯轴随着以所述第二间隔距离分开的环形部分围绕所述中心腿部旋转。
15.根据权利要求14所述的支撑框架，其中所述芯轴由选自所述组的绝缘材料制成，所述组包括玻璃纤维，环氧树脂，纸，硬纸板，木材和木材复合物。
16.根据权利要求14或15所述的支撑框架，其中所述芯轴包括能够互锁的第一半部分和第二半部分。
17.根据权利要求14到16中任一项的支撑框架，其中所述芯轴还在其末端包括相对的凸缘。
18.根据权利要求I到8中任一项所述的支撑框架，还包括至少一个支撑构件，所述支撑构件能够安装在与形成所述中心腿部的那些芯柱不同的至少一个所述芯柱的外表面上，用于在所述线圈被安装后将所述线圈固定在所述环形部分内的适当位置中。
19.根据权利要求18所述的支撑框架，其中所述至少一个支撑构件提供用于将流体邻接地传导至所述线圈的通道，所述通道中的每一个都通过具有入口和出口的所述至少一个支撑构件设置，用于通过烟囱效应允许循环。
20.一种电变压器组件的支撑框架的环形部分，所述环形部分包括 -多个芯柱，初级电线圈和至少一个次级电线圈能够被安装在所述多个芯柱上，所述多个芯柱中的每一个芯柱都具有外围凹入部分，所述初级电线圈能够被安装在所述外围凹入部分中，而所述至少一个次级线圈能够被搭载地安装在所述初级电线圈上，所述环形部分的一个芯柱具有直分段，所述外围凹入部分包括 -基座部分，所述基座部分用于支撑所述初级电线圈； -倾斜侧壁部分，所述倾斜侧壁部分从所述基座部分的两侧延伸，所述倾斜部分包括多个台阶，所述多个台阶允许初级电线圈的导体行和绝缘层堆叠。
21.根据权利要求20所述的环形部分，其中在相邻的垂直芯柱之间的角落中的台阶的高度逐渐减小。
22.根据权利要求20所述的环形部分，其中所述多个芯柱中的一个还提供用于将流体邻接且横向地传导至所述线圈的通道，每一个通道在所述环形部分的一侧上具有一个入口并且在所述环形部分的另一侧上具有一个出口，并且其中台阶的沿着芯柱的高度随长度增加以适应所述入口和出口。
23.根据权利要求20所述的环形部分，其中所述多个芯柱中的一个还在所述环形部分的一侧上提供分接头输入开口，一旦线圈被安装，允许分接头连接到所述线圈，并且其中台阶的沿着芯柱的高度随长度增加，以适应所述分接头输入开口。
24.根据权利要求20所述的环形部分，其中预定台阶被形成，用于桥接一行上的最后线圈环和相邻行上的第一个线圈环。
25.根据权利要求24所述的环形部分，其中在垂直芯柱的角落处执行所述桥接。
26.根据权利要求20到25中任一项所述的环形部分，其中所述环形部分包括能够互锁的第一半部分和第二半部分。
27.根据权利要求20所述的环形部分，其中所述多个芯柱中的一个还提供用于将流体邻接并且横向地传导至所述线圈的通道，每一个通道都在所 述环形部分的一侧上具有一个入口，并且在所述环形部分的另一侧上具有一个出口，并且其中所述通道由所述倾斜侧壁部分中的至少一个和横过所述基座部分的横向沟槽形成。
28.根据权利要求27所述的环形部分，其中端口将所述入口流体地连接到横过所述基座部分的横向沟槽。
29.根据权利要求20到28中任一项所述的环形部分，其中所述环形部分在具有所述直分段的芯柱处的内表面是基本上半圆柱形，而所述环形部分在垂直于具有所述直分段的所述芯柱的芯柱处的内表面是平坦的。
30.根据权利要求29所述的环形部分，其中为基本上半圆柱形的所述内表面的曲率半径小于能够围绕所述环形部分安装的圆柱形芯体的内半径。
31.一种电线圈组件，所述电线圈组件包括由电导体带制成的电线圈和框架，所述线圈被卷绕到所述框架上，所述电导体带具有第一端部和第二端部，所述第一端部和第二端部中的至少一个以15度和75度之间的角度沿着第一折叠线在其自身上折叠，使得所述一端相对于其中线圈放置的平面横向延伸，以提供连接导线。
32.根据权利要求31所述的电线圈组件，其中所述角度为45度。
33.根据权利要求31或32所述的电线圈组件，其中在其自身上折叠的所述一端还沿着平行于所述带的纵向轴线的第二折叠线折叠。
34.根据权利要求31所述的电线圈组件，该电线圈组件与电变压器芯体组件结合，所述电变压器芯体组件包括支撑框架，所述支撑框架包括环形部分，所述环形部分包括多个芯柱和相对的第一侧壁和第二侧壁，所述多个芯柱中的两个形成相对的顶部直分段和底部直分段，所述线圈组件包括 -初级电线圈，所述初级电线圈围绕所述环形部分卷绕，所述初级电线圈在所述初级线圈的相对端部上包括第一初级端子和第二初级端子，所述第一初级端子和第二初级端子从所述环形部分的第一侧壁延伸； -次级电线圈，所述次级电线圈围绕所述初级电线圈卷绕，所述次级电线圈由导体带制成并在所述次级线圈的相对的第一端部和第二端部处包括第一次级端子和第二次级端子，所述第一次级线圈端子通过相对于所述第一侧壁沿着第一 45度折叠线在带自身上折叠所述带的第一端而形成，使得所述带的第一长度相对于与所述第一侧壁相对的所述第二侧壁垂直延伸并从所述第二侧壁垂直延伸，所述第一初级子线圈端子和第二初级子线圈端子从所述第一侧壁延伸， -所述第二次级端子通过沿着第二 45度折叠线在带自身上折叠所述带的第二端以形成第一中间折叠部并且通过沿着垂直于第二 45度折叠线的第三45度折叠线在所述第一中间折叠部上折叠所述带的第二端而形成，使得所述带的第二长度平行于所述第一侧壁和第二侧壁延伸并在所述第一侧壁和第二侧壁外部延伸。
35.一种组装电变压器核心组件的方法，所述方法包括以下步骤 a)围绕第一环形部分卷绕初级电线圈，所述第一环形部分沿着第一环形部分的外表面具有用于容纳初级电线圈的外围凹入部分，所述第一环形部分具有至少一个直分段； b)围绕所述第一环形部分在所述初级线圈上搭载地卷绕次级电线圈； c)围绕第二环形部分卷绕所述初级电线圈，所述第二环形部分沿着第二环形部分的外表面具有用于容纳初级电线圈的外围凹入部分，所述第二环形部分具有至少一个直分段； d)围绕所述第二环形部分在所述初级线圈上搭载地卷绕次级电线圈； e)相对于所述第二环形部分连接所述第一环形部分，使得只有直分段相邻并且形成中心腿部； f)将所述第一环形部分和所述第二环形部分之间的距离调节成第一间隔距离； g)围绕所述中心腿部安装芯轴，所述芯轴具有一定尺寸，从而在所述第一环形部分和所述第二环形部分以所述第一间隔距离间隔开时围绕所述中心腿部自由旋转；和 h)围绕所述中心腿部卷绕金属带以形成磁芯体，其中所述卷绕步骤h)与所述连接步骤e)不同。
36.根据权利要求35所述的方法，还包括以下步骤 i)将所述第一环形部分和所述第二环形部分之间的距离调节成大于所述第一间隔距离的第二间隔距离，使得防止所述芯轴围绕所述中心腿部旋转；和 j)将间隔器元件插入形成所述中心腿部的相邻的直分段之间。
37.根据权利要求35或36所述的方法，还在步骤a)和c)期间包括以下步骤 aa)利用初级电线圈以不同的预定匝数形成多个导体环； bb)单独扭转导体环中的每一个以形成连接导线； cc)在相邻的扭转导体环之间插入绝缘套筒；和 dd)相对于初级电线圈的卷绕横向弯曲所述导线。
38.一种用于组装电变压器核心组件的系统，所述系统包括 -第一卷绕系统，所述第一卷绕系统用于分别围绕第一环形部分和第二环形部分卷绕初级电线圈，每一个环形部分沿着其外表面都具有用于容纳所述初级电线圈的外围凹入部分，所述第一环形部分和所述第二环形部分中的每一个都具有至少一个直分段； -第二卷绕系统，所述第二卷绕系统用于分别围绕所述第一环形部分和所述第二环形部分在所述初级线圈上搭载地卷绕次级电线圈； -连接系统，所述连接系统用于通过可调节连接装置相对于所述第二环形部分连接所述第一环形部分，使得只有所述直分段相邻并形成中心腿部； -芯轴安装系统，所述芯轴安装系统用于围绕所述中心腿部安装芯轴，所述芯轴具有一定尺寸，从而在所述第一环形部分和所述第二环形部分以第一间隔距离间隔开时围绕所述中心腿部自由旋转；和 -第三卷绕系统，所述第三卷绕系统用于围绕中心腿部卷绕金属带，以形成磁芯体，所述芯体与可调节连接装置不同。
39.使用如权利要求35到37中任一项所述的方法以连续生产的方式制造电变压器核心组件。
40.一种储存容器，所述储存容器用于包含通过权利要求35到37所述的方法组装的多个电变压器核心组件。
全文摘要
本发明公开了一种用于电变压器组件的支撑框架，所述支撑框架包括两个环形部分，每一个环形部分都具有多个芯柱，每一个芯柱都具有外围凹入部分，初级电线圈能够安装在所述外围凹入部分中，和至少一个次级线圈能够搭载地安装在所述初级电线圈上，每一个环形部分的一个芯柱都具有直分段。所述框架还包括可调节连接装置，所述可调节连接装置用于相对于另一个环形部分连接一个环形部分并调节所述一个环形部分和所述另一个环形部分之间的距离，使得只有所述直分段相邻并且形成中心腿部，所述中心腿部用于容纳与所述连接装置不同的磁芯体。所述框架提供了用于将相邻的绕组有效地固定在圆形芯体变压器核心中的装置和方法。
文档编号H01F27/02GK102812528SQ201080061454
公开日2012年12月5日 申请日期2010年11月18日 优先权日2009年11月19日
发明者布鲁诺·弗朗哥尔, 皮埃尔·库蒂尔 申请人:魁北克水电公司